歪斜托轮调整法的原理

歪斜托轮调整法的原理

带有吃力挡轮和不吃力挡轮的回转窑，普遍采用歪斜托轮调整法使回转窑筒体按所需要的规律上下往复窜动。

2.2.1.1歪斜托轮调整法的原理

如图5a所示，当托轮的轴向中心线完全平行于回转窑筒体轴向中心线时，托轮与轮带在接触处的平均圆周线速度。但是，当托轮轴向中心线调成与窑筒体轴向中心线歪斜一个很小的角

度θ时，则托轮与轮带在接触处的平均圆周线速度。它们之间的关系变成图5b所示的情况，托轮的平均圆周线速度方向与托轮和轮带横向中心线PQ也歪斜一个θ角。将分解为一个横向平均分速度,s和轴向平均的速度,x，显然,s＝v1，即与轮带的平均圆周线速度相等，方向也一致。而托轮的轴向平均分速度,x迫使窑体与其同向缓慢地移动，由于周向弹性滑动总是存在的，所以窑体便作边回转边轴向的运动。对于轮带上的某一点来说是一个螺旋运动，即所谓的“螺旋效应”。而这一点的运动方向与相同。

a.托轮与窑体中心线平行

b.托轮中心线歪斜

图5歪斜托轮调整法的原理分析图

为使窑筒体的位置稳定，就必须使轴向平均分速度,x等于窑体弹性滑动的下窜速度v x。根据图5b所示的速度关系得：

(23)

将公式(15)代入到(23)式中，则有：

(24)

消去υ1后可得托轮轴向中心线的歪斜角θ为：

（25）

式中：θ就是保持通过调歪托轮所产生的上窜速度与窑体下窜速度平衡时托轮中心所调歪的歪斜角，单位为度。其余符号同前。

托轮歪斜θ角之后，托轮两端轴承的中心其相对位移由图5b所示的关系可利用下式计算：

e＝Lsinθ(mm) （26）

式中：e—两个托轮轴承中心的相对位移，mm；

L—两个托轮轴承中心的跨距，mm；

其余符号同前。

以不带液压挡轮的Φ3.5 m×145 m回转窑为例来计算托轮中心线最小的歪斜角θ和(26)式中的e。

Φ3.5 m×145 m回转窑的斜度为tgα＝0.03502，cosβ＝cos 30°＝0.86603，μ＝0.11，托轮材料为ZG55，轮带材料为ZG45，故取系数为0.001，回转窑筒体转速n1＝1 r/min，将这些已知值代入到(25)式中便可计算出θ为0°00′57″。

托轮两轴承中心跨距L＝1 500 mm，将θ值代入(26)式中，可计算出两轴承中心的相对位移量为0.42 mm。

对1 r/min左右的Φ3.5 m×145 m回转窑，只要将托轮的轴向中心线调斜θ＝57″，由此产生的上窜速度便与下窜速度平衡。这就是说，在这种情况理论上回转窑就能在某一轴向位置稳定运转。因为这种方法是从速度平衡的角度出来分析的，所以有人又把它称为速度分析法。

2.2.1.2歪斜托轮调整法托轮歪斜方向的判别

托轮歪斜方向的调整是非常重要的。如果方向调反，会加速窑体的下窜，甚至会发生掉窑事故，造成巨大的经济损失。如果将两挡托轮的方向调错，会造成轮带顶坏挡铁，加速磨损，过早失效。如鲁南水泥厂Φ4 m×60 m预分解窑，曾发生过一夜之间轮带顶掉7块挡铁的事故。

托轮歪斜方向的判别基本上有三种方法：

(1)速度分析法

速度分析法就是将速度分解为径向速度或横向速度和轴向速度的方法，轴向速度υx的方向就是窑体的窜动方向，托轮轴向中心线KL的方向就是托轮应该歪斜的方向，参见图5b。

这种方法的特点是不易发生错误，所以比较稳妥可靠。但比较复杂，一是需要绘图，二是需要有一定的矢量分析知识。对一般工人来说，判别就有一定困难。

(2)经济判别法——面对轮带法

观察者面向轮带，托轮和轮带接触处的圆周线速度在水平面投影方向指向窑体的中心方向，若窑筒体需要向下窜动，即向观察者的右臂方向窜动，则托轮的轴向中心线应向以托轮轴向和横向交叉中心点C为轴心的顺时针方向偏斜。若窑体需要向上窜动，即向观察者的左臂方向窜动，则托轮的轴向中心线应向逆时针方向偏斜一个θ角，如图6所示。

(3)仰手律判别法

经验判别法虽然比速度分析法简单一些，既不需要绘图，也不需要失量分析的过多知识，但用起来不太方便。因为托轮轴向中心线围绕C点的歪斜方向离开了人体，所以很容易搞错，最简单的方法就是把窑体的窜动方向、窑体的转动方向和托轮轴向中心线应该歪斜的方向集中在人的两只手上。不管用左手还是右手，手心都要向上，即仰手判别。人们把这种方法的规律称为仰手律。

利用这种方法判断托轮轴向中心线应该偏斜的方向时，首先将双手握紧，大姆指直伸，手心向上，即仰手，如图7所示。然后，将大姆指指向窑体需要或使其要窜动的方向，其余四指卷曲的方向与窑体的回转方向相同，则四指中间关节顶点的连线1便与大姆指平行的窑体纵向中心线2交成一个角度θ，斜线1的歪斜方向就是托轮轴向中心线应该歪斜的方向。注意，在调整托轮时，同一档两个托轮轴向中心线的歪斜方向必须一致，参见图5b。

在使用仰手律来判别托轮轴向中心线的歪斜方向时，最重要的就是利用左手或右手的选择问题。若将手选择正确，一般就不会出现错误。否则，就会导致全错。将大姆指平行于窑体中心线并指向其需要窜动的方向，若窑体绕中心线顺时针方向转动就用右手参见图7b，若窑体绕其纵向中心线逆时针方向转动就用左手，参见图7a。

用这种方法来判别托轮轴向中心线应该歪斜的方向十分简单，而且还特别容易记忆，所以应用

非常广泛

图6托轮轴向中心线歪斜方向的判别

a.左手仰手律

b.右手仰手律

图7仰手律

2.2.1.3采用歪斜托轮调整法应注意的问题

歪斜托轮调整法对控制回转窑筒体的窜动是非常有效的，操作也比较简单，所以应用特别广泛。但由于管理疏忽，往往将托轮调乱，造成窑筒体同心度偏差过大，各挡受力不合理或不均匀，导致托轮和轮带磨损过快，托轮轴承烧瓦，托轮和轮带掉碴、掉块，严重时裂断、筒体和托轮的负荷增大等。如淮海水泥厂Φ5.8 m×97 m回转窑，四挡支承，曾因托轮调乱，筒体直线度严重超差，造成托轮轴承长期高温不下，严重时烧瓦，托轮边缘已断裂，筒体在轮带两侧也发生多道裂纹等。将窑体找正后，托轮稍加处理，多年的托轮瓦温过高严重影响生产的问题得到了很好的解决。因此，指出采用歪斜托轮调整法应注意的几个问题是十分必要的。

(1)调整挡位选择

对安装的新窑，托轮的调整应从入料端档的支承开始，尽量使窑体出料端或烧成带附近的各挡托轮的轴向中心线与窑体中心线保持平行，尽量避免在靠近大齿圈的支承上进行调整，如图8所示